倚天ECS赋能创新 RDS云数据库性能再升级

在今天，数据已成为企业的核心资产，数据库是企业IT系统最重要的环节之一。但数据库管理带来日益严峻的挑战，缺乏专业的管理可能经常会出现数据库宕机、数据丢失、数据库运行性能缓慢的现象。同时，数据库必须能够支持业务十倍甚至百倍体量的增长。企业对数据库提出了高可用、高安全、高效、低成本等更高的要求。

阿里云RDS（Relational Database Service，关系型数据库服务)，通过云服务的方式，让关系型数据库的管理、操作和扩展变得更加容易，并且让用户远离数据丢失。阿里云RDS完全兼容MySQL和PostgreSQL等数据库，相对于用户自建数据库具有低成本、高效率、高可靠，灵活易用等优点，一站式解决繁杂的数据库管理任务，真正解放用户从而更多聚焦核心业务。

早在2009年，自研的AliSQL实现了脚本化自动运维。2011年，阿里云RDS上线。经过十余年发展，2022年，阿里云RDS实现全面云原生化，与阿里云基础设施深度融合，推进与国产硬件的深度联合优化。

RDS on 倚天ECS

软硬协同优化 性能大幅提升

在这轮技术架构演进中，阿里云数据库RDS开始由传统架构机型的On ECS（Elastic Cloud Server，弹性云服务器）架构，向On倚天ECS迁移。

倚天ECS采用倚天710处理器，基于新一代CIPU架构，通过芯片快速路径加速手段完成计算、存储、网络性能的数量级提升。

倚天710是平头哥半导体发布的首颗为云而生的CPU芯片，单芯片容纳高达600亿晶体管；在芯片架构上，基于ARMv9架构，内含128核CPU，主频2.75GHz，能同时兼顾性能和功耗。在内存和接口方面，集成DDR5、PCIe5.0等技术，能有效提升芯片的传输速率，并且可适配云的不同应用场景。性能方面，倚天710相对于传统CPU架构有三大优势，第一，内部128核为独享物理核，避免了超线程核性能争抢问题；第二，低功耗设计，高规格实例可以实现线性性能增长，避免功耗过高导致降频问题；第三，大Cache设计，提升云场景访存性能。

阿里云RDS数据库的全栈优化，包括从芯片的prefetch策略优化到ECS的TSO等优化，以及操作系统优化、编译器优化、数据库内核代码优化、参数调优等。其中，最核心的部分是数据库的代码优化、参数调优以及编译环境调优。

在On倚天ECS重点支持RDS的两款传统开源引擎产品MySQL和PostgreSQL中，经过深度调优之后，在MySQL只写业务场景下，RDS的性能是第七代ECS架构的110%，只读能力高达125%。

更重要的是，架构迁移的业务代码改造量是零，真正实现无缝迁移。用户只需要把数据库的连接地址，从传统架构改成RDS On倚天ECS的地址即可。

除此之外，RDS MySQL、RDS PostgreSQL倚天ARM版实例规格价格已全线下调，通用规格最高降40%，独享规格最高降25%。

倚天710助力RDS产品创新

在数据库领域，当前社区、用户自建、主流云厂商的PostgreSQL均不具备数据压缩能力，Postgres Professional 企业版有表级别压缩功能作为核心卖点，但是没有开源。RDS PostgreSQL数据库是IO、内存密集型应用，CPU使用率相对较少，存储及内存成本占比较大，如果能在不降低系统性能基础上提升PostgreSQL压缩能力，降低存储及内存成本，可极大提升综合性价比。

倚天710作为平头哥团队自研的第一款数据中心CPU芯片，相比传统架构CPU具有更强的性价比优势。由于倚天ECS实例均为物理核，相比icelake ECS的HT逻辑核，倚天实例在常见压缩算法如zstd具备天然优势，实测发现在同等8c实例规格下，倚天的zstd压缩性能是icelake的1.5倍。出色的性能表现，让阿里云RDS PostgreSQL数据库在倚天CPU基础上，推动实现了压缩特性的研发创新。

如上图所示，RDS PostgreSQL为double buffering内存模型，其中第二层Linux Page cache占内存使用量的60%，PostgreSQL默认DB block size为8K，如果能将DB block size由8K压缩到4K，那么Linux Page cache总的使用量可以减少1倍，总内存量减少30%，存储空间减少50%，IO使用量减少50%。

基于对Block size 8K压缩至4K、且不降低PostgreSQL整体性能的需求，阿里云RDS团队联合平头哥团队针对zstd进行了定制化开发及优化，借助倚天710芯片在L1 cache的优势及对zstd算法的深入剖析，通过算法优化、指令重排、neon/sve向量化、字典模型训练等优化手段，实现zstd与倚天硬件架构深度亲和，zstd单核压缩&解压缩性能相比开源版本再各自提升20%+。

经过联调与测试， PostgreSQL使用ptg-zstd（即平头哥优化版本的zstd压缩库）压缩后可大幅降低存储成本、内存成本、IO使用量，综合性价比得以大幅提升。

随着信息化转型的深入以及云计算的蓬勃发展，企业将数据库迁移到云上已成为潮流。基于倚天710的RDS MySQL和RDS PostgreSQL数据库在大幅提升性能的同时实现了更低的成本，极致性价比将帮助客户继续降本增效，推进数字化转型升级的持续发展。

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